JPH0667154A - 液晶電気光学装置の駆動方法 - Google Patents

液晶電気光学装置の駆動方法

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JPH0667154A
JPH0667154A JP23903292A JP23903292A JPH0667154A JP H0667154 A JPH0667154 A JP H0667154A JP 23903292 A JP23903292 A JP 23903292A JP 23903292 A JP23903292 A JP 23903292A JP H0667154 A JPH0667154 A JP H0667154A
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JP
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liquid crystal
voltage
signal
time
level
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JP23903292A
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English (en)
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正明 ▲ひろ▼木
Masaaki Hiroki
Takahiro Tsuji
隆博 辻
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 立ち上がり速度の速いTFT液晶装置を得
る。 【構成】 選択時の信号電極に印加する電圧を積極的に
高いレベルから低いレベルに変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、TFT素子を用いた液
晶電気光学装置の駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、時計,電卓等の表示素子とし
てTN(Twisted Nematic )型(キャラクター表示用)
液晶電気光学装置が用いられてきた。このTN型液晶電
気光学装置の駆動方法について簡単に説明する。
【0003】TN型(キャラクター表示用)液晶電気光
学装置では、一対の基板の一方に共通電極を設け、他方
にセグメント電極を設け、各セグメント電極から基板端
部にリード線を設けることにより、個々のセグメント電
極と共通電極に挟まれた部分の液晶を独立に駆動するス
タティック駆動を行なっていた。
【0004】また、最近用いられるようになったSTN
(Super Twisted Nematic )型液晶電気光学装置は、表
示情報を増大させるため、マトリックス電極を用い、時
分割駆動を行なう。これについて簡単に説明すると、複
数の走査電極を設けた基板と複数の信号電極を設けた基
板とを電極が交差するように貼り合わせた構成を有して
いる。そして、駆動する際には、前記走査電極を順次選
択し、選択された走査電極上の画素の表示情報に対応す
る信号を信号電極より印加する。そして、走査電極を1
周期走査した時の各画素に印加される電圧の実効値に差
をもたせることにより、ON,OFFを表示し、さらに
は数周期走査する場合にON表示とOFF表示を適度に
混合することにより、グレースケールをも表示してい
た。
【0005】さらには、現在開発が行なわれている強誘
電性液晶を用いたディスプレイでは、やはり時分割駆動
が行なわれているが、この場合は液晶の応答速度が速い
ため実効値応答ではなく、パルス応答である。
【0006】そして、薄膜トランジスタを走査電極と信
号電極の交差部に設けたTFT液晶表示装置の場合にも
やはり時分割駆動が行なわれる。この場合は、走査電極
を順次選択していき、選択された走査線上の画素電極に
信号電極からON,OFF,グレースケールに相当する
信号を送り込み、走査電極が選択されない時間はその信
号を画素電極に保持することにより、それぞれの表示を
行なっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記T
N型液晶電気光学装置を、スタティック駆動できるのは
時計,電卓等のキャラクター表示用の小型の表示素子に
限られ、マトリックス電極を用いた液晶表示素子では、
数十本程度の走査電極数までしか対応できない。これ以
上になると、コントラストが低下してしまう。これは、
TN型液晶が実効値応答をするためであり、走査電極数
が多くなるとON,OFFのそれぞれの液晶にかかる実
効値電圧の差が非常に小さくなるためである。
【0008】また、マトリックス電極を用いたSTN型
表示装置を時分割駆動させた場合には400〜500本
程度の走査電極までは対応可能であるが、それ以上の大
型或いは高精細型の表示装置にはコントラストが低下し
てしまうため、用いることはできない。これは、STN
型では印加電圧に対する液晶の応答の急峻性がTN型に
比べ増しているために対応可能な走査電極数の限界が増
加しているが、それでも400〜500本程度が限界と
なっていることによるものである。
【0009】次に強誘電性液晶表示装置の場合には、パ
ルスに応答するため走査線数に限りはないが、強い双安
定性を有しているためグレースケールの表示が非常に困
難である。
【0010】そして、TFT液晶表示装置の場合には通
常TN型液晶が用いられ、その駆動については、以下に
図2を用いて説明する。図2(a)は走査電極に印加さ
れる電圧,図2(b)は信号電極に印加される電圧を示
している。そして、信号電極に印加される電圧のレベル
を変える,言い換えれば液晶に印加される電圧の実効値
を変化させることにより、ON,OFF,グレー表示を
行なっていた。
【0011】しかしながら、通常液晶の応答速度,特に
立ち上がり時間は印加電圧が高いほど短いものであるた
め、ON,OFF,グレー表示によってそれぞれ液晶の
立ち上がり時間が異なってしまう。そのため、動画表示
等の書換え回数の多い表示を行なう場合には、鮮明な画
像を得ることができない。
【0012】
【発明の目的】本発明は黒,白,グレーの各表示に対
し、高速でほぼ同一の液晶立ち上がり応答時間を得るこ
とを目的とする。
【0013】
【発明の構成】上記問題点を解決するため本発明は、第
1の絶縁基板上に複数の走査線と信号線が配置され、前
記走査線により走査され前記信号線により信号を入力さ
れる薄膜トランジスタが前記走査線と前記信号線との交
点にマトリックス状に配置され、この各々の薄膜トラン
ジスタの出力が入力される画素電極がマトリックス状に
配置されており、前記第1の絶縁基板に対向して設けら
れた第2の絶縁基板表面に対向電極が配置され、前記第
1の絶縁基板と前記第2の絶縁基板との間には液晶が挟
持された液晶電気光学装置を時分割駆動を行なう場合に
おいて、選択画素の走査線が選択されている時間内に前
記選択画素の信号線に加わる電圧を変化させることを特
徴とする。
【0014】そして、特に信号線に加わる電圧は、その
絶対値が高いレベルから低いレベルへ変化することによ
って特に効果を得ることができる。さらには、信号線に
加わる電圧が、その絶対値が高いレベルの矩形パルスと
低いレベルの矩形パルスとを有していることが望まし
い。さらに、本発明においては、信号線に加わる電圧の
うち、絶対値が高いレベルの矩形パルスのパルス幅を液
晶の立ち上がり応答時間より短くすることによって、さ
らなる効果を得ることができる。
【0015】
【作用】つまり、TN或いはSTN型液晶表示素子にお
いては従来より電圧の実効値に応答するといわれてきた
ので、特に信号電圧のレベルを変えることは考えられな
かったが、本発明者等は液晶の応答時間に比較して短い
時間であっても高いレベルの電圧を信号電極に積極的に
印加することによって、画素電極に高い電圧が加わり、
液晶の立ち上がり速度を大幅に速くできることを見いだ
したのである。
【0016】本発明において用いることのできる駆動波
形の1例を図1に示す。図1(a)には本発明で用いる
ことのできる走査電圧の波形の1例,図1(b)は本発
明で用いることのできる信号電圧の波形の1例を示す。
図1(b)からわかるように1選択時間内の信号電圧が
高いレベルXから低いレベルYへ変化している。
【0017】通常、TFT表示素子に用いられる液晶は
TNタイプであって、TN液晶の表示階調は印加電圧の
実効値に対応するから、図2(b)のような選択時間内
の信号電圧がレベルZで一定の場合と比較して、図1
(b)のレベルYは、同一の表示を行う場合においても
レベルZより若干低くなる。これは、高いレベルXの分
だけ実効値を下げる必要があるからである。
【0018】図1において、信号電圧の高い領域の幅t
はレベルX,Y等の兼ね合いで自由に選択できるが、t
は液晶の立ち上がりを速めることを目的としているの
で、液晶分子の立ち上がり時間より短いこととする。
【0019】本発明を用いることによって、応答速度を
速めることができ、かつ任意の表示に対しほぼ同一の速
度を得ることができる。以下に実施例を示す。
【0020】
【実施例】
『実施例1』本実施例では、図3,図4を用いて現在最
も一般的に用いられているTN型液晶を用いたNチャネ
ル型TFTアクティブマトリックスの場合について示
す。図3(a)には走査電極の電圧を示し、そのパルス
の電圧値は10V,パルス幅(選択時間に該当する)は
5m秒,図3(b)には信号電極の電圧を示し、そのレ
ベルV1 は20V,レベルV2 は2Vである。また、パ
ルス幅t1 は50マイクロ秒,t2 は4.95m秒であ
る。この時の液晶の応答について図3(c)に示す。
【0021】また、図4には本発明を用いない場合,つ
まり従来のように選択時間内の信号電圧を一定にした場
合について示す。図4(a)には走査電圧を示し、その
パルスの電圧値は10V,パルス幅(選択時間)は5m
秒,図4(b)には信号電圧を示し、レベルV3 は2.
4V,パルス幅t3 は5m秒である。そして、この場合
の液晶の応答について図4(c)に示す。信号電圧の実
効値はどちらの場合も2.4Vである。
【0022】図3,図4からわかるように、図4(c)
での立ち上がり時間t4 (10%−90%)が4m秒で
あるのに対し、本発明を用いた図3(c)での立ち上が
り時間t5 は1m秒と、本発明を用いることによって液
晶の立ち上がりの速度が非常に速くなっていることがわ
かる。
【0023】『実施例2』本発明においては、選択時間
内の信号電圧パルスの波形を今まで述べてきたような矩
形状のものに限定されるものではない。それについて図
5を用いて説明する。図5(a)には走査電極の電圧を
示し、そのパルスの電圧値は10V,パルス幅(選択時
間)は5m秒,図5(b)には信号電極の電圧を示し、
そのレベルV6 は7.6V,レベルV7 は0.05Vで
ある。この場合には、信号電極の電圧が指数関数的に減
少する場合である。この時の液晶の応答について図5
(c)に示す。本実施例においても信号電極の電圧の実
効値は2.4Vであるが、液晶の立ち上がり時間は2.
5m秒と、上記した実施例1の図4の場合に比較して、
速くなっていることがわかる。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明は従来のTFT型
液晶電気光学装置の駆動方法にはなかった全く新しい駆
動方法であって、特にグレースケールの表示の際の液晶
の立ち上がりもON画素の液晶の立ち上がりと同等に速
くすることができる。そのため、動画等の書換え速度の
非常に速い表示装置に用いる場合でも鮮明な画像を得る
ことができ、さらにフィールドシーケンシャル法を用い
る場合でも同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に用いることのできる駆動波形の1例
を示す。
【図2】 従来の駆動波形を示す。
【図3】 本発明に用いることのできる駆動波形の1例
と液晶の応答を示す。
【図4】 従来の駆動波形と液晶の応答を示す。
【図5】 本発明に用いることのできる駆動波形の1例
と液晶の応答を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の絶縁基板上に複数の走査線と信号
    線が配置され、前記走査線により走査され前記信号線に
    より信号を入力される薄膜トランジスタが前記走査線と
    前記信号線との交点にマトリックス状に配置され、この
    各々の薄膜トランジスタの出力が入力される画素電極が
    マトリックス状に配置されており、前記第1の絶縁基板
    に対向して設けられた第2の絶縁基板表面に対向電極が
    配置され、前記第1の絶縁基板と前記第2の絶縁基板と
    の間には液晶が挟持された液晶電気光学装置を時分割駆
    動を行なう場合において、選択画素の走査線が選択され
    ている時間内に前記選択画素の信号線に加わる電圧を変
    化させることを特徴とする液晶電気光学装置の駆動方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、信号線に加わる電圧
    は、その絶対値が高いレベルから低いレベルへ変化する
    ことを特徴とする液晶電気光学装置の駆動方法。
  3. 【請求項3】 請求項1において、信号線に加わる電圧
    は、その絶対値が高いレベルの矩形パルスから低いレベ
    ルの矩形パルスへ変化することを特徴とする液晶電気光
    学装置の駆動方法。
  4. 【請求項4】 請求項3において、絶対値が高いレベル
    の矩形パルスのパルス幅は液晶の立ち上がり応答時間よ
    り短いことを特徴とする液晶電気光学装置の駆動方法。
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